聚氨酯改性有机硅含氟涂层表面能的研究
有机硅-聚氨酯固相萃取涂层聚合物的制备及反气相色谱分析
崔莹 ，申书昌，王佳 宝
（ 齐齐哈尔大学 分析测试 中心 ，黑龙江 齐齐哈尔 １ ６ １ ０ ０ ６）
．
摘要 ： 以甲苯一 ２ ， ４ 一 二异氰酸酯 、 聚己二酸 乙二醇酯 、 羟基硅油 、 三羟基丙烷 为主要原料制 备作为固相微萃取（ Ｓ Ｐ ＭＥ） 涂层 的有机硅一 聚氨酯 聚合物 。将 有机硅一 聚氨酯共聚物涂渍在担体上制备气相色谱填充柱 ，运用探针分子对 固定 液性质进行分析 。 测定保 留时间 ， 计算 比保 留体积 ， 制作 比保 留体积与温度的关系曲线 。测定了玻璃化转变温度 、 结晶部分的熔点和结晶度 。考察了聚合物涂层对各种有机小分子化合物的溶解与吸附能力 。 关键词：有机硅一 聚氨酯 ；固相微萃取 ；反气相色谱 ；涂层性质
第２ ９卷第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ５ 月
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
Ｊ ｏｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｑｉ ｑ ｉ ｈ ａ ｒ Ｕｎ ｉ ｖ ｅｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ １ ． ２ ９ ． Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｙ ， ２ ０ １ ３
有机硅一 聚氨酯 固相萃取涂层聚合物的制备
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ０
基 金项 目：黑龙江省 自然科学 基金 资助项 口 （ Ｂ ２ ０ １ １ ０ １ ） 作 者简介 ：崔莹 （ １ ９ ８ ３ 一） ，黑龙ｊ 江齐齐 哈尔人 ，在 读硕 士研究 生 ，主 要研究方 向是色谱 分析 样品前 处理技 术 － －
油 ，安装好回流冷凝管 ， 在９ ０ ％恒温水浴 中搅拌、加热至固体溶解 ，加人 １ ｍ Ｌ辛酸亚锡 ，反应 ５ ｈ ， 加入
１ ． １ ｇ 三 羟基丙烷 ，继续 反应 ４ ｈ ，将得 到 的产物移 出备 用 。
有机硅改性聚氨酯的最新研究进展
２０ ０ ８年 ７月
刘
望 等 ． 机硅 改 性 聚 氨 酯 的 最 新 研 究 进 展 有
４ ７
有 机 硅 改 性 聚 氨 酯 的 最 新 研 究 进 展
刘 望 梅 来宝
（ 南京工业大学应用化 学系 ， 南京 ２ ０ ０ ） １０ ９
摘 要 有 机硅改性聚氨 酯兼具 两者 的优 异性 能 ， 提高 了聚 氨酯 材料 的 耐水 、 耐候 等 性 能。
氨基 改性法 和硅烷偶联剂改 聚四氢呋喃聚氨酯 （Ｐ Ｍ ／ Ｕ） 混体 系有 型分为羟基改性法 、 Ｄ ＳＰ 共 良好 的增 容作 用 ， 学 性 能 明显 提 高。Ｓｉ ｔ 力 ｈ ａ 性法等。 ｂａ ． 等【 ３ 也报 道 ， 硅 氧 烷 与 聚醚 聚 氨 酯 混 合 时 ， 聚 有 ２ １ 羟基 封端 硅氧烷 改 性法 有机 硅 中 含 有 能 和 聚 氨 酯 中 的一 Ｎ Ｏ 发 生 ｃ 相分离 现象 。共 混 改性 是 简单 的物 理 混 合 ， 化 无 反应的活泼羟基 ， 是有机硅 化合 物能改性 聚氨酯 学 键形 成 。 因有机硅 化 合物 和 聚氨酯化 合 物 的溶 解参数相差较大 （ 分别是 ７５和 １． ） ， ． ００ 】树脂之
一
性能 ， 两者共混可 以取长补短 。例 如有机硅改性 水 性 聚氨酯 的主要途 径 之一 是用 氨基硅 氧 烷类 与 聚氨酯共混改性 ， 余海斌 等发现聚二 甲基硅氧 烷 一 聚乙二醇 的嵌段共 聚物对 聚二 甲基硅氧 ｂ一
料的性质得到改善 。其改性效果 比物理共混好得 多 ， 目前 研 究 最 多 的 改性 方 法 。按 官 能 团 的类 是
而对 水 的接触 角则增 大 。研究 还 发 现 ， 过 Ｐ 经 Ｕ—
的耐热 、 耐寒 、 疏水 、 耐磨等性能 ， 使聚氨酯材料的
常温固化有机硅_聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究_郭斌
动峰。树脂中大量羟基基团的存在，为进一步与固化剂
（多异氰酸酯）发生交联反应奠定了基础。
4 耐高温涂料的制备
4.1 配方设计
颜填料主要赋予漆膜一定的颜色和遮盖力，以增
加涂层的厚度、提高漆膜的耐磨和耐热等性能。由于钛
白粉的熔点高达 1 830 ℃，热稳定性良好，且金红石型
钛白粉比锐钛型致密、稳定，故选用金红石型钛白粉；
Abstract: Ambient-curable high-temperature organosilicone/polyurethane paint is formulated with organosilicone resin as hydroxyl component, heat-resistant pigment and filler, and polyurethane curing agent.
二甲苯，充分搅拌均匀，然后用锥形磨研磨,细度控制 在 40 μm 以下，过滤。进行涂膜性能测试时，按比例加 入固化剂，调节黏度，喷涂在钢板上。 4.3 颜填料对涂膜性能的影响
颜填料对涂膜性能的影响见表 2。
图 1 中 830 ～ 910 cm-1 为 Si—OH 中 Si—O 伸缩 振动峰，1 000 ～ 1 130 cm-1 为强而宽的 Si—O—Si 伸 缩振动峰，3 200 ～ 3 390 cm-1 为强而宽的—OH 伸缩振
Aug．2009 Vol．12 No．8
⑶提供遮盖力，改善刷涂性能，并能比较容易地渗 入基材，阻断碱水溶液的移动通道。
⑷很少的增稠剂添加量即可保证涂料对基材的渗 透能力。
不管是溶剂型底漆还是水性底漆，涂料组成材料 中含有颜填料的底漆的耐碱性均优于组成材料中不含 颜填料的底漆。组成材料中含有颜填料的溶剂型底漆 的耐碱性则优于水性底漆的耐碱性，不含颜填料的底 漆不能有效地封闭基层，造成其耐碱性相对降低，是 由于其相对较高的渗透性和相对低的固体含量的原 因，但含有颜填料的底漆的 PVC 选择为 15%左右最佳 （见图 4）。
有机硅改性水性聚氨酯的研究
有机硅改性水性聚氨酯的研究一、本文概述随着环保理念的深入人心和科学技术的不断进步，水性聚氨酯作为一种环境友好型高分子材料，在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂以及高分子膜等多个领域得到了广泛应用。
然而，传统的水性聚氨酯在某些性能上仍存在一定不足，如耐水性、耐溶剂性、耐候性等方面的性能有待提升。
因此，通过改性提高水性聚氨酯的性能成为了研究的热点。
有机硅材料以其独特的结构和性能，如良好的耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等，成为了改性水性聚氨酯的理想选择。
有机硅改性水性聚氨酯不仅继承了水性聚氨酯的环保性，还大幅提升了其耐水、耐候等性能，拓宽了其应用领域。
本文旨在深入研究有机硅改性水性聚氨酯的制备工艺、性能表征及应用性能，探讨有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响机理。
通过系统的实验研究和理论分析，为有机硅改性水性聚氨酯的工业化生产和应用提供理论支持和技术指导。
本文也期望通过这一研究，为推动水性聚氨酯材料的发展和应用做出一定的贡献。
二、有机硅改性水性聚氨酯的制备方法有机硅改性水性聚氨酯的制备主要涉及到有机硅化合物的引入和水性聚氨酯的合成两个主要步骤。
以下将详细介绍这一制备过程。
需要选择适合的有机硅化合物进行改性。
常见的有机硅化合物包括硅烷偶联剂、聚硅氧烷等。
这些化合物具有良好的耐水、耐候和耐化学腐蚀性能，能够有效提高水性聚氨酯的性能。
在选择有机硅化合物后，需要进行适当的处理，如水解、醇解等，以使其能够更好地与水性聚氨酯反应。
水性聚氨酯的合成通常采用预聚体法。
将异氰酸酯与多元醇进行预聚反应，生成预聚体。
然后，在预聚体中加入扩链剂、催化剂、水等，进行链扩展和乳化，最终得到水性聚氨酯乳液。
在合成水性聚氨酯的过程中，将处理后的有机硅化合物引入反应体系。
有机硅化合物可以与预聚体中的异氰酸酯基团发生反应，形成硅氧键，从而将有机硅链段引入水性聚氨酯分子链中。
通过控制有机硅化合物的加入量和反应条件，可以实现对水性聚氨酯性能的调控。
聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理
服务有机硅氟行业打造硅氟贸易新天地变成了艺术品，赋予了建筑艺术不灭的灵魂。
四．结论：综上所述，从硅橡胶制品使用上，其产量、品种、数量、用量均在逐年增加，用途也在不断扩大。
今后，随着橡胶加工技术及建筑水平的提高，海外在建筑中对硅橡胶的应用。
开发质优价低，使用方便，绿色环保的新型硅橡胶密封条将有着深远的意义。
相信作为硅胶密封条大量应用，满足人们在新世纪新观念的需求。
聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理张志国，姜绪宝，朱晓丽，孔祥正（济南大学化学化工学院，山东济南）摘 要：聚氨酯改性用有机硅的种类有4种，分别对这4种有机硅共聚改性聚氨酯的研究进行了论述，介绍了复合材料的改性机理、性能和应用。
聚氨酯是以二异氰酸酯和多元醇为基本原料加聚而成的，已有60多年的发展历史，它可以制成聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料、粘合剂、合成纤维、合成皮革等产品，被广泛应用于工业及日常生活中，并几乎渗透到国民经济的各个部门。
聚氨酯具有力学性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能。
聚硅氧烷是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基的聚合物。
通常将硅烷单体及聚硅氧烷统称为有机硅，它具有低温柔顺性好、表面张力低、生物相容性好、热稳定性好等优点。
近几十年来，许多研究者都希望把有机硅和聚氨酯的优点结合起来，得到性能优异的材料。
改性后共聚物中软段的聚硅氧烷或聚醚链段使材料具有良好的弹性，硬段的聚氨酯、聚脲链段使材料保持原有的强度。
但由于聚硅氧烷与聚氨酯溶度参数相差很大，简单共混、原位聚合制互穿网络聚合物的结果都不令人满意，因此，共聚改性是有机硅对聚氨酯改性的有效途径之一。
目前有机硅对聚氨酯的共聚改性方法按照有机硅的结构分为4种：①硅醇改性法；②氨烷基聚硅氧烷改性法；③羟烷基聚硅氧烷改性法；④烷氧基硅烷交联改性法。
1 硅醇改性法所谓硅醇是指-OH直接连在硅原子上，通过-OH与异氰酸酯反应，从而实现两者的共聚，由于两者相容性不好，通常要在反应过程中使用溶剂。
含氟聚氨酯材料论文
含氟聚氨酯材料的制备方法及其应用研究（一）含氟聚氨酯材料是一类新型高分子功能材料。
由于氟基团的引入，具有表面能低、化学性质稳定和憎水憎油等特性，含氟聚氨酯兼具有含氟聚合物和聚氨酯的优点，自从在1958年Lovelace以非氟化异氰酸酯与氟化二醇反应首次合成含氟聚氨酯以来便立即引起了高分子科研界的广泛兴趣，现如今含氟聚氨酯的研究已在国内外形成了研究热潮。
本文重点论述了含氟聚氨酯的合成及性能方面的研究，并简要介绍含氟聚氨酯材料在不同领域的应用。
含氟聚氨酯制备性能应用Synthesis, properties and application of fluorinated polyurethaneAbstractFluorinated polyurethane (FPU) is a species of novel macromolecule functional materials.Due to the introduction of fluorinated groups,FPU has very low surface energy,excellent resisitance to chemicals,water and oil.Fluorinated polyurethane combines virtues of polyurethane and fluorinated polymers, such as excellentresistance to ultraviolet radiation and nuclear radiation and excellent flexility, good wearability, lower surface energy and high weatherability. Therefore, the study of fluorinated polyurethane has attracted considerable interest more and more in recent years. The synthesis, properties and applications of fluorinated polyurethane were reviewed.Key words：fluorinated polyurethane,synthesis,properties,application1.含氟聚氨酯的合成1.1 含氟聚氨酯的研究背景含氟聚氨酯（FPU）兼具有含氟化合物和聚氨酯的优点。
有机硅改性聚醚对提高聚氨酯涂料疏水性的研究
有机硅改性聚醚对提高聚氨酯涂料疏水性的研究作者：张鹏黄日明来源：《科技资讯》2015年第26期摘要：以甲苯二异氰酸酯、有机硅改性聚醚多元醇、1， 4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯。
红外光谱测试表明有机硅聚合物已被化学键嵌入聚四氢呋喃（PTMG）软段中及以改性PTMG为软段的聚氨酯分子链中。
通过有机硅含量对涂膜性能的影响研究表明，适量有机硅的引入提高了固化涂膜的耐水性、粘结性和机械强度。
关键词：聚氨酯；有机硅改性；双组分中图分类号：TQ324 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00前言聚氨酯具有力学性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能，是一种应用领域极其广泛的高分子材料。
而有机硅具有无机Si-O键，而且有机硅氧烷的单分子体积大，内聚能密度低，这样将有机硅氧烷引入聚氨酯分子的主链或侧链上，可以提高产品的耐磨耐腐蚀等性能。
同时它又具有-CH3等有机基团，接在硅上的-CH3等有机基团使之具有很低的表面张力、很强的憎水性。
有机硅改性聚氨酯弹性体涂料的临界表面张力低，吸水性低，因此通过吸水而带入的灰尘就少，从而提高了涂膜的耐沾污性。
另外，涂膜临界表面张力低、吸附污染物的能力也降低。
涂膜拒水透气，防止霉菌和藻类对涂料和基材的侵蚀。
1 实验1.1 原理通过硅氢加成将硅烷水解中间体引入聚醚多元醇链主链或侧链中，将该改性聚醚多元醇与多异氰酸酯进行合成反应，形成聚硅氧烷聚醚为混合软段的含硅氧的异氰酸酯预聚物，该预聚物为甲组分与含固化剂或含羟基的其它树脂为乙组分，组成双组分涂料。
1.2 有机硅改性聚氨酯涂料的合成1.2.1 主要原料甲苯二异氰酸酯（TDI80/20）聚环氧丙烷二醇（PPG-1000）甲基三乙氧基硅烷氯铂酸432醇酸树脂（羟值：60～80）醋酸丁酯1.2.2 合成工艺含硅异氰酸酯预聚物：将计量的聚醚多元醇PPG、氯铂酸、醋酸丁酯加入反应釜中，滴加适量甲基三乙氧基硅烷水解中间体产物，通入氮气作为保护，100℃保温反应3h，再降温至90℃滴加计量的二异氰酸酯，控制-NCO/-OH摩尔比为1.1。
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。
关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。
此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。
水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。
本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
有机硅改性聚氨酯
有机硅树脂具有低温柔顺性好、表面张 力低 、 生物相容性好等优点，也存在力学强 度低 、附着力较差等缺点。
聚氨酯 (PU ) 材料具有耐磨、抗撕裂抗 曲挠性 好的特点；带有活性端基(-O H-N H 2) 的聚二甲基硅氧烷(PDMS)与端异氰酸酯基的 化合物或预聚体通过加成聚合和扩链反应， 可制成有机硅改性聚氨酯。在共聚物中，作 为软段的聚硅氧烷链段在使用温度区处于粘 弹态，而硬段如氨基甲酸酯基、脲基处于玻 璃态或结晶态，软段的存使材料具有良好的 弹性，硬段部分作为物理交联点使材料强度 增加。 。
2.性能与应用
2.1 有机硅改性聚氨酯的性能 有机硅改性聚氨酯材料除力学性能优于聚硅 氧烷材料以外，有机硅改性聚氨酯还保持了 聚硅氧烷的特性 .实验研究发现共聚物成膜后， 分子结构中有机硅链段更倾向于表面富集取 向，而聚氨酯链段朝向内层；这使得共聚物 膜的附着力、硬度固化速度等力学性能得到 改善，同时有机硅低的表面能得到保持。
1.2.2 半凝胶法
将MDI中搅拌下加入预处理的聚酯二醇与双 端碳烃基硅油，一定温度下制得预聚物 ， 将预聚物与交联剂混合，室温下浆料呈凝 胶状态后，合模、加热、加压、固化.
1.2.3 直接法
有机硅低聚物与异氰酸酯、扩链剂等溶度 系数相差较大，难以达到均相混合。因此， 一般在加成聚合过程 中使用极性和非极性 混合溶剂，常用的混合溶剂有：二氧六环 ／四氢呋晡(IN)X／THF)、N，N 一二甲基 甲酰胺／Z _甲亚砜(T)M F／I)M so)等。
有机硅改性聚氨酯
120311126 李芳芳
有机硅树脂
有机硅树脂是高度交联的网状结构的聚有 机硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基 二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷 或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物，在有机 溶剂如甲苯存在下，在较低温度下加水分解， 得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、 线型的和交联聚合物的混合物，通常还含有 相当多的羟基。水解物经水洗除去酸，中性 的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在
《有机硅改性聚氨酯薄膜耐老化性能的研究》范文
《有机硅改性聚氨酯薄膜耐老化性能的研究》篇一一、引言随着科技的进步和工业的快速发展，高分子材料因其优良的物理、化学性能和良好的加工性能在各个领域得到了广泛应用。
其中，聚氨酯（PU）材料以其优异的弹性、耐磨性、耐油性等特点，在涂料、胶粘剂、泡沫塑料等领域具有重要地位。
然而，传统的聚氨酯材料存在着一定的耐老化问题，特别是在一些高寒、炎热或多风的环境中，容易出现裂纹、断裂等问题。
为改善这一问题，近年来通过有机硅对聚氨酯进行改性的研究逐渐增多。
本文旨在研究有机硅改性聚氨酯薄膜的耐老化性能，为相关领域提供理论支持和实践指导。
二、材料与方法1. 材料准备本文使用的原材料主要包括有机硅化合物、聚氨酯预聚物以及其他添加剂等。
所有材料均经过严格的筛选和检测，确保其纯度和质量符合实验要求。
2. 制备方法采用溶液共混法制备有机硅改性聚氨酯薄膜。
具体步骤包括：将聚氨酯预聚物与有机硅化合物混合，并加入适量的催化剂和其他添加剂，然后在一定温度下进行反应，最终形成薄膜。
3. 测试方法（1）耐候性测试：采用自然暴露和人工加速老化试验，模拟不同环境下的老化过程。
（2）力学性能测试：通过拉伸强度、撕裂强度等测试方法，评估薄膜的力学性能。
（3）表面性能测试：通过扫描电子显微镜（SEM）等手段观察薄膜的表面形态和结构变化。
（4）化学性能测试：通过红外光谱（IR）等手段分析薄膜在老化过程中的化学变化。
三、实验结果与分析1. 耐候性分析通过自然暴露和人工加速老化试验，我们发现有机硅改性聚氨酯薄膜的耐候性能得到了显著提高。
在紫外光、高温、高湿等环境下，薄膜的表面形态和力学性能得到了较好的保持，没有出现明显的裂纹或断裂现象。
这主要归因于有机硅化合物在聚氨酯中的引入，形成了更稳定的分子结构，提高了薄膜的耐候性能。
2. 力学性能分析经过拉伸强度和撕裂强度等测试，我们发现有机硅改性聚氨酯薄膜的力学性能得到了提高。
改性后的薄膜具有更好的韧性和弹性，能够在受到外力作用时更好地保持其结构完整性。
含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展
Vol 137No 16・14・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第37卷第6期2009年6月作者简介:葛震(1976-),男,博士,讲师,从事聚氨酯方面的研究。
含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展葛 震1 张兴元2 戴家兵2 李维虎2 罗运军1(11北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081;21中国科学技术大学高分子科学与工程系,合肥230026)摘 要 含氟聚氨酯综合了聚氨酯和含氟聚合物的优点,如具有极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性,优良耐磨性,低表面能和高耐候性等。
因此,对含氟聚氨酯的研究成为近年来的研究热点。
本文综述了含氟聚氨酯的合成、性能及应用研究发展状况,并对今后的研究发展进行了展望。
关键词 含氟聚氨酯,合成,应用Advances in synthesis and application of fluorinated polyurethaneGe Zhen 1 Zhang Xingyuan 2 Dai Jiabing 2 Li Weihu 2 L uo Yunjun 1(1.School of Materials Science and Engineering ,Beijing Instit ute of Technology ,Beijing 100081;2.Depart ment of Polymer Science and Engineering ,University of Science andTechnology of China ,Hefei 230026)Abstract Fluorinated polyurethane combines virtues of polyurethane and fluorinated polymers ,such as excellentresistance to ultraviolet radiation and nuclear radiation and excellent flexility ,good wearability ,lower surface energy and high weatherability.Therefore ,the study of fluorinated polyurethane has attracted considerable interest more and more in recent years.The synthesis ,properties and applications of fluorinated polyurethane were reviewed.Moreover ,the f uture developments of the study of fluorinated polyurethane were also prospected.K ey w ords fluorinated polyurethane ,synthesis ,application 含氟聚氨酯兼具有含氟聚合物和聚氨酯的优点,自1958年Lovelace 以非氟化异氰酸酯与氟化二醇反应首次合成含氟聚氨酯以来便立即引起了各国科学家的广泛兴趣,现今含氟聚氨酯的研究已在国内外形成了研究热潮。
有机硅环氧复合改性聚氨酯防腐涂料的制备与性能研究
冷却后依次加入 ２ 份量的 Ｔ Ｄ Ｉ 和１ ％摩尔的催化剂 ， 在 恒 温下 反应 一 定 时 间 获 得 端 基 为 一Ｎ Ｃ Ｏ 的 聚 氨 酯预聚体。该聚氨酯预聚体 同时可作为涂料进行性
能对 比 ；
公司； 二 甲基硅 油 ， 沈阳硅胶厂 ； 环氧树脂 （ Ｅ － ４ ４ ） ，
４
有机硅 环氧复合 改性聚氨酯防腐涂料的制备与性能研 究
２ ０ １ ４年 ２月
有 机硅 环 氧 复合 改性 聚 氨 酯 防腐 涂 料 的 制备 与性 能 研 究
冯思静 ，高伟 华
（ 辽宁工程技 术大学环境科学与工程学院 ，阜新 １ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘要 ：通过正 交实验设计分析 ， 将有机硅、 环氧树 脂及相 关助剂与聚氨 酯预聚体进行复合搭 配 ， 制备 出一种新型有机 硅环 氧复合 改性聚氨 酯防腐涂料 ， 确定 了该涂料的最佳 配方 。采 用傅里叶转换红 外光谱 与扫描 电镜 对涂料化 学结构和形 貌进行 了 分析 ， 采用热重分析对涂料热性能进行 了表征 ， 按 照相应 国家标准对 涂料 进行 了冲击强度 、 拉伸 强度 、 吸 水率和 耐酸碱 盐腐蚀
为 关 系到 国计 民生 的大事 。对 金属设 备 的 防腐 处理
一
公 司 。以上药 品均 为化学 纯 。
１ ． ２ 实验仪 器和设备
实验中所采用的仪器和设备的名称、 型号 、 生产
厂家 及作 用见 表 １ 。
表 １ 实验仪 器及设备
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
量的游 离 一Ｎ Ｃ Ｏ ０ ＿ 。本 实 验 中 ， 先 将 一 定 量 的
高性能水性聚氨酯涂料研究进展
高性能水性聚氨酯涂料研究进展摘要：随着环保法规日益严格，水性聚氨酯涂料的应用越来越广，高性能水性聚氨酯涂料成为研究热点。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对高性能水性聚氨酯涂料未来的应用前景进行了展望。
关键词：高性能；水性聚氨酯涂料一、引言聚氨酯涂料是指以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，在配以颜料、溶剂、催化剂、及其它辅助材料等所组成的涂料。
聚氨酯涂料具有较强的耐磨性、优良的附着力、优良的耐油、耐酸碱、耐水以及耐化学药品等耐腐蚀性能，因而广泛地应用于车辆、船舶、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护中。
聚氨酯涂料种类繁多，其中按分散介质或其形态分为溶剂型、无溶剂型、高固体性、水分散型、粉末涂料型等。
近年来，随着人们环保理念的增强和环保法规的日益严格，聚氨酯涂料市场也以绿色环保为发展方向，各种环保型涂料被相继开发并广泛应用。
到2025年，涂料行业总产量预计增长到3000万吨左右，其中环境友好型涂料品种将占涂料总产量的70%。
环保聚氨酯涂料中，水性聚氨酯涂料是是目前综合性能最好的防水涂料之一，具有成膜性好、延伸率大、粘结力强、耐油耐酸碱化学品和装饰性好等优良性能。
但是，水性聚氨酯涂料在成本、耐水性、与基材润湿性、施工与应用性能方面也存在许多缺点。
随着生活生产中对水性聚氨酯(WPU)涂料性能方面要求的提高，寻求高性能的水性聚氨酯涂料越来越受到广泛关注。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对未来的应用前景进行了展望。
二、高性能水性聚氨酯涂料研究进展目前，高性能水性聚氨酯涂料的研究主要集中在以下两个方向。
一是利用聚氨酯分子的可设计性，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，如含氟、含硅聚合物链，使涂膜具有更多的功能性，如优异的表面性能、耐高温性、耐水性和耐候性等；二是引入各种纳米粒子，增强复合涂料的性能。
具体研究情况如下。
2.1.1 有机硅改性水性聚氨酯涂料有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
含氟水性聚氨酯的合成及其性能研究
含氟水性聚氨酯的合成及其性能研究陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【摘要】以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料合成聚酯型水性聚氨酯.通过氟单体(甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12))的引入,制备具有互穿网络结构的含氟水性聚氨酯(WPU-F).研究了MBFA-12含量对WPU-F涂膜的乳液粒径、粘度、耐水性能、硬度、附着力以及耐磨性能的影响.结果表明,氟单体MBFA-12的加入,明显提高了涂膜的耐水性能.当氟单体含量为40％时,涂膜的接触角从未改性的60.5°提高到113.0°,吸水率也从未改性的60.20％降低至1.54％.但由于在反应过程中MBFA-12本身容易自聚产生一些低聚物,对WPU涂膜的硬度和耐磨性能产生不良的影响.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2014(029)003【总页数】6页(P198-203)【关键词】含氟水性聚氨酯;甲基丙烯酸十二氟庚酯;接触角;吸水率【作者】陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【作者单位】福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S782.39随着人们的环保意识日益增强，人们对自己的生存环境的要求也越来越高。
水性聚氨酯涂料（WPU）作为一种重要的涂料，它以水代替有机溶剂作为分散剂，不但保留聚氨酯涂膜耐磨性好、强度高等特点。
而且还能有效降低挥发性有机化合物含量，符合人们的环保需求。
目前，WPU广泛应用于涂料［1－3］、胶粘剂、织物涂层、整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂［4－5］等领域，聚氨酯树脂的水性化正逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向之一。
然而，在WPU分子结构中含有大量亲水性基团，使得最终涂层具有较高的表面能，降低了膜的耐水性［6］。
有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究
有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究摘要：聚氨酯在日常生活中应用广泛，由于其原料组成的多样性与配比组合的复杂性，使得做出的成品具有各种不同的性能。
因此能适应各种不同的环境。
但聚氨酯本身的韧性差，抗拉强度低，耐老化、耐化学性差，在实际应用中受到一些限制。
因此需要对聚氨酯进行改性，其中有机硅改性聚氨酯弹性体具有较高的强度，弹性以及耐高温耐老化性，硬度范围容易调节，可从邵o硬度到邵D硬度跨度，也因此具有优异的耐磨性能。
本文主要对有机硅改性聚氨酯弹性体进行制备，并对其力学性及耐热性进行分析，希望对相关从业人员的工作有一定的参考作用。
关键词：有机硅改性聚氨酯弹性体；制备；力学性能耐热性引言：有机硅高分子在当前的聚氨酯弹性体的制备中较为常见，其主要的特点就是在使用的过程中，分子间的作用力比较小，原因是因为其自身的Si-O-Si重复单元结构，这种结构本身具备较为稳定的性能，因此使用这种原料合成的聚合物材料本身的耐热性和稳定性都比较好，但是有机硅高分子本身的力学性能比较低，因此在使用的时候，需要采用填料以及硫化等方式，对其进行一定的强化，虽然其强度在这样的制造过程中有了一定的提升，但是在实际的使用中，其拉伸的强度依旧比较低，所以针对这个部分，必须使用一定的改善方法，才可以让其能够达到使用的需求，完成当前的使用标准。
1.有机硅改性聚氨酯合成方法1.NCO封闭的预聚体合成在本次的合成中，主要使用的方式就是在装有氨气导管，恒压滴液漏斗，回流的冷凝装置等等，在机械搅拌的烧瓶中，按照比例加入相关的MDI，羟丙基PDMS，在氨气的保护下，主要在温度范围70-90℃之间进行反应操作，并且每隔一个小时，就需要对体系中的NCO含量进行监测，让其能够保持稳定后，停止改工作，最终得到NCO分段预聚体。
1.预聚体扩链在实施的过程中，首先应该将温度设置在70℃，按照上述（一）步骤中的产物，加入一定的溶剂进行稀释，一般采用的漏斗主要是预聚体溶液中用两到三秒的时间，进行滴加试剂，最终将实际的扩链剂（BDO）、一段酸亚西缓和溶液进行一到五个小时的反应之后，用红外线对产物进行检测，直到其中的NCO峰小时候，停止进行反应，需要进行一定黏度的产物，并且将长夜溶剂导入四氟模具致中和，在室温下进行固化，一般情况下需要进行12个小时左右的时间，才可以完成固化的过程，完成固化之后，放入一定温度的真空干燥箱中进行干燥，到达恒重的条件，完成本次的制作，在室温下放置一周以后，对其力学的性能进行测试，完成本次的制作过程。
有机硅改性聚氨酯涂料的研究与应用
聚氨酯(PU)自20世纪40年代出现以来,在涂料、弹性体、泡沫塑料及粘合剂等方面均已获得广泛应用,是一种多功能的聚合物材料,也是发展最快的高分子材料之一。
聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键[1](-NH-CO-),链中含有交替的软链段和硬链段,使得其聚集态结构为多相结构,这决定了聚氨酯涂料优良的耐磨、柔韧等性能。
然而单一的聚氨酯涂料在耐水性、光泽、硬度等方面还不够理想,通过改性可以使其获得更加优异的综合性能。
聚氨酯的改性有两种方式:一种是通过简单的物理方法将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起;另一种是通过化学方法使产品具有两种或多种体系的特性。
有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
将有机硅用于聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷,是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。
本文探讨了有机硅改性聚氨酯涂料的各种途径,并简要介绍了其应用。
1 溶剂型有机硅改性PU涂料溶剂型涂料目前在高档涂装如高级轿车、飞机蒙皮、精密仪表等领域还存在着广泛的应用。
如孙道兴、刘香兰[2]等人研究的有机硅改性聚氨酯摩托车涂料,其耐盐水、耐酸碱、柔韧性都有很大提高。
田军、薛群基[3]等研究了端羟基的聚二甲基硅氧烷与醇解蓖麻油改性聚氨酯预聚体在甲苯溶剂中的共混改性。
共聚物成膜后,分子结构中的有机硅链段更倾向于在表面聚集取向,而聚氨酯链段朝向内层,这样使得共聚物膜的附着力、硬度、固化速度等力学性能得到改善;同时,其表面呈现低的表面能,其耐热性也得到了提高。
由聚氨酯预聚体、氨基硅烷或硅氧烷、聚有机硅氧烷增粘剂、含氢硅氧烷、有机溶剂等组成的涂料在氯铂酸催化下,(150~200)℃固化成膜,固化后的涂膜光滑、耐热、耐磨,对未经任何表面处理的硅橡胶有良好的粘接性[4]。
采用侧链含有多氨基官能团的硅油在溶剂中改性聚氨酯,这种硅氧烷在聚氨酯的合成过程中,侧链参加反应,硅氧烷链悬挂在聚氨酯的主链上,有利于硅原子向表面迁移,只需加入少量的氨基硅油就能改善聚氨酯的表面性质[5,6]。
防腐材料实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在研究不同防腐材料在高温、腐蚀性气体、酸雾等环境下的防腐性能，为实际工程中防腐材料的选择提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- KNM22烟道防腐材料- 二氧化硫烟气烟囱防腐材料- 盐酸酸雾专用氯离子防腐材料- 氰凝防水防腐材料- 环氧树脂涂料- 有机硅改性涂料- 聚氨酯涂料- 防锈漆- 含氟涂料- 丙烯酸盐类防腐涂料- 防腐合金（如不锈钢、哈氏合金、钛合金）2. 实验设备：- 高温烤箱- 腐蚀性气体发生装置- 盐酸酸雾发生装置- 水下浸泡装置- 耐候性试验箱- 机械强度测试仪- 耐磨性测试仪三、实验方法1. 高温防腐性能测试：将不同防腐材料样品置于高温烤箱中，在1800℃下持续加热，观察材料表面变化及重量损失。
2. 腐蚀性气体防腐性能测试：将不同防腐材料样品置于腐蚀性气体发生装置中，模拟烟气中的二氧化硫等腐蚀性气体，观察材料表面变化及重量损失。
3. 盐酸酸雾防腐性能测试：将不同防腐材料样品置于盐酸酸雾发生装置中，模拟盐酸酸雾腐蚀，观察材料表面变化及重量损失。
4. 水下浸泡防腐性能测试：将不同防腐材料样品置于水下浸泡装置中，模拟长期浸泡在水中的腐蚀环境，观察材料表面变化及重量损失。
5. 耐候性测试：将不同防腐材料样品置于耐候性试验箱中，模拟户外环境，观察材料表面变化及重量损失。
6. 机械强度及耐磨性测试：使用机械强度测试仪和耐磨性测试仪，对不同防腐材料样品进行测试，评估其机械强度和耐磨性能。
四、实验结果与分析1. 高温防腐性能：KNM22烟道防腐材料、环氧树脂涂料、含氟涂料等材料在高温环境下表现出较好的防腐性能。
2. 腐蚀性气体防腐性能：二氧化硫烟气烟囱防腐材料、KNM22烟道防腐材料、防腐合金等材料在腐蚀性气体环境下表现出较好的防腐性能。
3. 盐酸酸雾防腐性能：盐酸酸雾专用氯离子防腐材料、氰凝防水防腐材料等材料在盐酸酸雾环境下表现出较好的防腐性能。
4. 水下浸泡防腐性能：氰凝防水防腐材料、环氧树脂涂料等材料在长期浸泡水中表现出较好的防腐性能。
聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理
服务有机硅氟行业打造硅氟贸易新天地变成了艺术品，赋予了建筑艺术不灭的灵魂。
四．结论：综上所述，从硅橡胶制品使用上，其产量、品种、数量、用量均在逐年增加，用途也在不断扩大。
今后，随着橡胶加工技术及建筑水平的提高，海外在建筑中对硅橡胶的应用。
开发质优价低，使用方便，绿色环保的新型硅橡胶密封条将有着深远的意义。
相信作为硅胶密封条大量应用，满足人们在新世纪新观念的需求。
聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理张志国，姜绪宝，朱晓丽，孔祥正（济南大学化学化工学院，山东济南）摘 要：聚氨酯改性用有机硅的种类有4种，分别对这4种有机硅共聚改性聚氨酯的研究进行了论述，介绍了复合材料的改性机理、性能和应用。
聚氨酯是以二异氰酸酯和多元醇为基本原料加聚而成的，已有60多年的发展历史，它可以制成聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料、粘合剂、合成纤维、合成皮革等产品，被广泛应用于工业及日常生活中，并几乎渗透到国民经济的各个部门。
聚氨酯具有力学性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能。
聚硅氧烷是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基的聚合物。
通常将硅烷单体及聚硅氧烷统称为有机硅，它具有低温柔顺性好、表面张力低、生物相容性好、热稳定性好等优点。
近几十年来，许多研究者都希望把有机硅和聚氨酯的优点结合起来，得到性能优异的材料。
改性后共聚物中软段的聚硅氧烷或聚醚链段使材料具有良好的弹性，硬段的聚氨酯、聚脲链段使材料保持原有的强度。
但由于聚硅氧烷与聚氨酯溶度参数相差很大，简单共混、原位聚合制互穿网络聚合物的结果都不令人满意，因此，共聚改性是有机硅对聚氨酯改性的有效途径之一。
目前有机硅对聚氨酯的共聚改性方法按照有机硅的结构分为4种：①硅醇改性法；②氨烷基聚硅氧烷改性法；③羟烷基聚硅氧烷改性法；④烷氧基硅烷交联改性法。
1 硅醇改性法所谓硅醇是指-OH直接连在硅原子上，通过-OH与异氰酸酯反应，从而实现两者的共聚，由于两者相容性不好，通常要在反应过程中使用溶剂。
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展胡静;王文娟;孙道兴【摘要】以不同的改性方式为分类依据,综述了有机硅改性水性聚氨酯的制备方法、结构特点和性能,并对有机硅改性水性聚氨酯的前景作出了展望.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2014(026)002【总页数】4页(P60-63)【关键词】有机硅;水性聚氨酯;改性;述评【作者】胡静;王文娟;孙道兴【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛,266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛,266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛,266042【正文语种】中文随着社会对环境保护的日益重视，低毒性且无污染的水性聚氨酯（PU）将逐渐代替传统溶剂型PU，成为PU涂料发展的重要方向。
水性PU具有附着力强、成膜温度低和室温固化等优点，但单一的水性PU耐水性、耐溶剂性、耐高温性以及力学性能较差，在很多领域限制了其应用。
有机硅化合物中含有Si─O键，可以有效提高水性PU的力学性能。
因Si元素的存在，有机硅兼具有机化合物和无机化合物的双重特性，可赋予改性PU涂膜优良的耐水、耐油污和耐高低温等综合性能［1］。
下面根据有机硅对水性PU不同的改性方式为分类依据，综述了不同官能结构的有机硅和不同的改性方法对水性PU结构和性能方面的影响。
1 共混改性共混改性仅仅是简单的物理混合，没有化学键的生成。
Shibata等［2］将聚硅氧烷与聚醚PU混合发现混合液出现相分离现象。
由于分子结构自身的特点，有机硅与PU之间有极强的不相容性，改性后力学性能降低，相分离严重，难以达到良好的效果，所以这种改性方法利用的比较少，鲜有研究。
2 接枝改性2.1 主链接枝2.1.1 端羟基PDMS（聚二甲基硅氧烷）改性法吴小峰等［3］以二羟基硅油（DHPDMS）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚酯二元醇和二羟甲基丙酸为原料，利用硅醇改性法合成质量分数为38%的有机硅改性的水性PU，并探讨了DHPDMS的含量对改性水性PU外观、黏度、附着力、硬度、力学性能以及吸水率的影响。
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高分子材料科学与工程POLYMER MATERIALS SCIENCE &ENGINEERING1999年 第15卷 第4期 Vol.15 No.4 1999聚氨酯改性有机硅含氟涂层表面能的研究田 军 薛群基摘要 研究聚氨酯改性有机硅涂层表面与液体的润滑性能,探讨了表面结构对表面能的影响。
发现基料与填料复合制成的涂层,表面粗糙会极大地影响涂层的表面能各分量,基料和填料复相构成的表面,使表面能各分量不再是一个简单的加和。
关键词 聚氨酯改性有机硅,含氟复合涂层,表面能STUDY OF SURFACE ENERGY ON SILICONE WITHMODIFIED PU AND PTFE COATINGTian Jun, Xue Qunji(Laboratory of Solid Lubricaiton, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy ofSciences, Lanzhou)ABSTRACT The wetting property to distilled water on coating was studied, the coating was composed of silicone rubber with modified PU and PTFE powder. The surface structure of coating affected the surface energy. It has found that component of surface energy has effectiveness on roughness coating of a composite of resin and PTFE pigment. The component of surface energy on coating, which has the composition of polymer and pigment, isn′t briefly a addition function, when the pigment grain don′t give prominence to the surface and the surface is smooth enough.Keywords modified silicone PU, PTFE coating, surface energy 低表面能涂层可影响受壁面状态控制的边界层内区,从而减小航行体的阻力、噪声［1～5］和胶质在涂层表面上的粘附,是一种具有降阻节能和防污［6,7］、防蜡［8,9］多种功效的新涂层。
本文研究聚氨酯改性有机硅涂层中与液体的润湿性能,探讨表面结构对表面能的影响。
1 实验部分1.1 涂层制作 将配比好的树脂和涂料,经0.25 MPa压缩空气喷涂在低碳钢钢板上,室温固化干燥。
有机硅氧烷采用含端羟基的二甲基硅氧烷,分子量5万。
聚氨酯为蓖麻油醇解改性的多芳基多亚甲基多异氰酸酯(异氰酸含量5%～8%,质量)。
填料为经60Co辐射的聚四氟乙烯粉,粒度2 μm左右。
1.2 涂层表面性能 涂层表面与液体间的接触角,在日本协和株式会社产CA-A型接触角仪上用内切法测量。
测定水在两种不同饱和碳氢化合物(正己烷、环己烷)中与涂层表面的接触角,通过计算得到涂层的表面能色散分量r d s和涂层与水间非色散力的相互作用力I sw。
测定参考液与涂层试样的接触角,取10次测量的平均值。
参考液为蒸馏水、液体石蜡和1%海藻酸钠溶液。
在RD496-Ⅱ型微量量热计中考察涂层表面与水的浸润热ΔH,表征其疏水性能。
涂层的表面粗糙度由BCJ-2型轮廓仪,沿正交方向取15次测量平均值。
2 结果与讨论 Tab.1为聚氨酯改性有机硅橡胶涂层组分与液体石蜡、蒸馏水、1%海藻酸钠溶液的接触角和由浸没法而计算得出的表面能色散分量和极性分量。
从Tab.1看出,随着共混物中有机硅氧烷含量增加,涂层表面能色散分量和极性分量减小。
同时,低表面能的有机硅氧烷使涂层与蒸馏水、海藻酸钠的接触角增加。
Tab.2 为不同施工工艺所造成的有机硅／聚氨酯(95／5)涂层表面粗糙度引起的表面能各分量的改变情况。
Tab.1 Contact angle and surface energy of silicone rubber with PU modified Silicone Contact angle to Contact angle Contact angle to r d s I sw ／PU paraffin liquid to water sodium alginate(mN／m)(mN／m) 50／5014°90°94°53.1720.88 70／3019°92°93°40.2220.45 80／2018°92°95°15.3219.35 95／518°98°99°10.53 7.42 Tab.2 The component of surface energy on variation roughness sillicone／PURoughness (μm)Contact angleto waterContact angle tosodium alginater d s(mN／m)I sw(mN／m)2.598°99°10.53 7.423.698°98°10.1719.06 6.598°99°20.0027.43涂层表面与液体间的接触角随粗糙度增加而变化不大,不符合θ＞90°时,粗糙会引起Wenzel接触角增大的规律。
表面粗糙后,由于液体与表面的实际接触面积增大,故而涂层的表面能色散分量与极性分量增加。
Tab.3为不同含量有机硅橡胶涂层与蒸馏水间的浸润热ΔH。
随着有机硅橡胶含量增加,浸润热由负值增加到正值,即从非自发的吸附过程过渡到自发吸附过程。
聚氨酯改性有机硅氧烷(20／80)与聚四氟乙烯混合后制得的涂层,其表面能各分量随表面粗糙度的增加(Tab.4),涂层表面能色散分量减小,与水和海藻酸钠的接触角增大,满足θ＞90°时,粗糙度增加θ增加的规律。
而涂层与水的相互作用力分量(极性分量)I sw却随粗糙表面而增加,但其增加幅度与纯树脂相比下降。
粗糙表面更接近于填料聚四氟乙烯的表面能各分量,此时,填料在表面的作用如同其本身材料一样。
表面不粗糙时,填料的突出不会在整个表面上起决定作用。
涂层中基料与填料在表面形成一个复相结构,其表面能各分量不再是各组分一个简单的加和,涂层与水的极性分量小于两者中的任何一个。
可见,涂层中基料与填料复合后,表面的微相结构使涂层表面与水的相互作用力减小。
Tab.3 The wetting heat of modified silicone rubber in water ΔH (25 ℃)Silicone rubber／PU ΔH×10-4(J／mm2)Silicone rubber／PUΔH×10-4(J／mm2)0／100-2.1680／200.5220／80-0.22100／0 1.33×10-2 Tab.4 The roughness and surface energy of silicone rebber by PU modified containing PTFEcoatingMaterial Roughness(μm)Contact angleto waterContact angle tosodium alginater d s(mN／m)I sw(mN／m)Coating 2.75103°107°38.54 2.03 3.75125°113°36.94 3.69 6.04131°124°33.06 4.21 PTFE 2.24108°119°28.42 3.93 Tab.5 The wetting heat of coating in water ΔH(25 ℃)MaterialΔH×10-4(J／mm2) Silicone rubber by modified PU-0.22 Silicone rubber by modified PU+PTFE coating-2.23PTFE＞0 Tab.5为基料加填料后涂层与水的浸润热,从Tab.5看出,涂层加PTFE后,其与水的浸润比纯树脂和聚四氟乙烯材料更加困难。
从以上分析中看出,基料与填料复合制成的涂层,表面能性质在涂层较光滑时完全不同于各组分加和的关系。
改性树脂涂膜表面的粗糙,因其不能形成表面复相结构,表面能各分量则会由于粗糙增加,使液体与水的真实接触面积增大。
但复合涂层,则由于粗糙会使填料突出表面,占据很大份额的表面积使其倾向于填料本身的表面性质。
作者单位：中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放实验室 兰州 730000参考文献 1 田军 (Tian Jun), 薛群基 (Xue Junji). 科学通报 (Kexue Tongbao), 1996, 41(18): 1667 2 Milsis M J, Davis S H. J. Fluid Mech., 1994, 273: 125 3 金善熙 (Jin Shanxi). 海军工程学院学报 (Journal of the Naval Academy of Engineering), 1987, (1): 86 4 田军 (Tian Jun), 徐锦芬 (Xu Jinfen), 薛群基 (Xue Junji). 材料科学与工程 (Materials Science & Engineering), 1996, 14(2): 27 5 Loss D. 水下噪声原理 (Shuixia Caosheng Yuanli). 北京:海洋出版社 (Beijing: Sea Press), 1983 6 Jr Brady R F, et al. J. Coat. Technol., 1987, 59: 113 7 田军 (Tian Jun), 徐锦芬 (Xu Jinfen), 赵永红 (Zhao Yonghong),等. 环境科学 (Huanjin Kexue), 1993, 14(5): 65 8 田军 (Tian Jun), 徐锦芬 (Xu Jinfen), 薛群基 (Xue Junji). 石油钻采工艺 (Shiyou Zhuancai Gongyi), 1996, (4): 90 9 郑延成 (Zheng Yancheng), 李克华 (Li Kehua), 王任芳 (Wang Renfang). 石油与天然气化工 (Shiyou Yu Tianranqi Huagong), 1992, 21(3): 175。